馮濤 國家能源集團寧夏煤業有限責任公司煤制油化工銷售分公司
按聚合工藝不同,聚丙烯分為均聚聚丙 烯PPH(Homo-polypropylene),嵌段共聚聚丙烯也稱抗沖共聚聚丙烯PPB(Block copolymer of propylene)和無規共聚聚丙烯PPR(Random copolymer of propylene)。均聚聚丙烯PPH 由單一丙烯聚合生成,等規度高、結晶度高、剛性大、強度高,常溫條件下耐沖擊性能優良,但低溫沖擊性能差,在5℃左右即顯示出較大的脆性[1]。抗沖共聚聚丙烯PPB 有較好的柔韌性,尤其是低溫抗沖擊性能良好。
與均聚聚丙烯相比,含15%乙烯的聚丙烯斷裂強度和斷裂伸長率分別提高約8%和64.9%。然而當橡膠相含量過高時,斷裂強度和斷裂伸長率會急劇下降。橡膠相中的微球可以在外力作用下相對滑移和降低應力集中來提高斷裂伸長率[2]。
聚丙烯樹脂具有優異的機械特性、熱性能和易于加工的可塑性。是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯的第三大通用塑料[3]。
國內聚丙烯應用主要集中在編織、薄膜和注塑領域,近年來隨著國內汽車、包裝、電子電器、無紡布等領域快速發展,聚丙烯在這些領域的用量逐年增加,消費市場正在發生變化。
2010 年以來,國內聚丙烯行業共經歷三次大擴能。2014 年、2016 年的前兩次大擴能主力均是以煤化工和丙烷脫氫PDH 為主的新技術擴能,2019-2022 年第三次擴能進入了大煉化時代。2010-2013 年國內聚丙烯裝置處于集中建設期,2014 年新建成產能集中投放。2015 年開始,進入穩定生產期,因過度投產導致了聚丙烯產品的低價競爭加劇,部分計劃上馬的裝置出現延期。2016 年投產步伐加快,“十三五”期間,石化產業規劃布局方案提出重點建設七大石化產業基地,淘汰落后產能,民營企業成為煉化一體化的重要參與者與領跑者。以恒力石化、榮盛石化、盛虹化工、東華能源、衛星石化、寧夏寶豐等為代表的上市企業進入聚丙烯市場,并進行較大規模的產能布局。長期持續的中低油價給煉化企業帶來廉價的原料,催化了2020 年國內聚丙烯市場十年內的第三輪擴能高峰。2021 年國內聚丙烯市場預計新增產能430 萬噸。
國內聚丙烯主要用于生產編織制品、薄膜制品、注塑制品、紡織制品等。未來幾年,聚丙烯在各個領域的需求量持續增長,消費結構也將逐步發生變化。2020 年國內聚丙烯表觀消費量2577 萬噸(見表1),從市場下游消費占比來看,聚丙烯拉絲以及注塑占有相當大的比例,薄膜料、纖維料其次,無規共聚、管材料占比較小。從目前下游需求的現狀來看,大宗通用級別產品基本處于飽和的狀態,而專用料有一定缺口。

表1 2020 年國內表觀消費量及產品結構
國內聚丙烯消費結構如圖1 所示,低端產品占比相對較高,如編織制品和普通包裝膜,尤其是編織制品占比明顯高于全球平均水平。

圖1 2016-2020年聚丙烯下游應用需求占比變化
注塑制品主要應用于汽車、家電、日用品、玩具等領域。近年來外賣行業的興起,外賣所使用的各類餐盒多采用透明性、流動性較好的薄壁注塑聚丙烯制作,也促進了薄壁注塑聚丙烯的需求增長。通過歷史數據的對比、國內宏觀經濟形勢的分析及市場實際調研結果,對2021 年國內聚丙烯需求結構變化預測為:注塑類共聚產品占比增長最快,預計增長23%。
目前國內注塑聚丙烯發展趨勢為大型化、復雜化、節能化。隨著我國汽車輕量化、家電行業高質化的發展要求,抗沖共聚聚丙烯尤其是高流動性的產品需求日益增多[4]。
經市場調研走訪,對抗沖共聚市場近三年需求與產量進行統計,如表2 所示。目前國內抗沖共聚聚丙烯主要的生產廠家為揚子石化、獨山子石化、燕山石化等。基于國內家電、汽車行業的巨大產能及良好的發展趨勢,市場前景較好。進口產品主要來自日本、韓國。

表2 2017~2019 年國內高熔抗沖共聚聚丙烯產量、需求(萬噸)
對2017~2019 年國內抗沖共聚聚丙烯主要廠家價格進行整理對比,抗沖共聚聚丙烯均價長期高于通用拉絲產品。以國內抗沖共聚產品主要消費地華東地區價格為例:2017 年抗沖共聚聚丙烯均價高于通用拉絲產品均價245 元/噸、2018 年422 元/噸、2019 年316 元/噸。
核算抗沖共聚聚丙烯成本高于通用拉絲產品預期成本250 元/噸左右。抗沖共聚聚丙烯市場同類產品價格高于通用拉絲產245~422 元/噸,大于成本支出。生產共抗沖共聚聚丙烯產品利潤好于通用拉絲產品。
為達到細分市場,做精做細專用料的定位,深入國內7 家洗衣機廠、4 家汽車改性塑料用于汽車配件生產的改性塑料生產廠家,調研洗衣機和汽車專用注塑抗沖共聚產品的品質需求。下游客戶關心的指標主要集中在熔指與平衡的力學性能即沖擊強度與彎曲性能。熔指可以用來表征下游最終制品的加工效率,彎曲模量表征最終制品剛性,沖擊強度表征最終制品韌性。
綜合考慮客戶需求,參考市場相關產品企業標準,市場對產品性能要求為:熔指20~35 g/10min、常溫沖擊強度8~12 KJ/m2、低溫沖擊強度4~6 KJ/m2、彎曲模量1200~1400 MPa。
生產的洗衣機和汽車專用注塑類高熔抗沖共聚聚丙烯產品,通過提高產品性能,能夠達到有效細分市場、豐富煤制聚丙烯裝置產品鏈,開拓下游新的應用領域的目的。
(1)通過市場調研,評估用于注塑成型的高熔抗沖共聚聚丙烯發展前景、市場供需走勢,確定具備開發、生產的可行性。
(2)深入國內11 家下游工廠調研洗衣機和汽車專用注塑抗沖共聚產品的品質需求,其中7 家洗衣機廠、4 家汽車用于汽車配件生產的改性塑料生產廠家。結合該產品國家標準,確定了各項性能指標高于國標要求的抗沖共聚聚丙烯產品企業標準。